DLP前投影系統之光路設計

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姓名

陳立人(Li-Jen Chen) 查詢紙本館藏

畢業系所

光電科學與工程學系

論文名稱

DLP前投影系統之光路設計
(Optical design of DLP front projection system)

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摘要(中)

在一般有關於投影系統的論文中，很少看到同時對照明系統及成像光學系統進行設計並探討，再由光學模擬軟體將它們結合，並進行模擬投影系統的光路分析與評價。
因此，本論文將以非遠心式且offset的DLP前投影系統為對象，同時進行照明系統及成像光學系統(即鏡頭)之務實光學設計。
在選定系統相關規格後，照明系統與鏡頭皆以少成本為主軸，使用越少的鏡片越好，因此，我的研究將從下列二個方向去發展：
1. 成像光學系統的變焦鏡頭：將設計二群6鏡片(全球面鏡)的非遠心變焦鏡頭為研究對象，並進行設計後之性能評價與公差分析。
2. 照明系統：選擇柯勒照明系統後，再利用光展量守恆原理，得到Rod的寬和高，使用前述資料，選定3片鏡片組(2球面鏡、1非球面鏡)為設計開端，於光學軟體(ZEMAX)進行設定與優化，將所得的結果，再結合燈源、UVIR Filter、色輪與Rod於光學模擬軟體上建立並做評價。
然後選擇光閥offset且照明系統也offset的架構，將照明系統與鏡頭於光學模擬軟體(ASAP)上結合而完成此設計，觀察此系統模擬結果並做調整，於設計定案後進行實際之螢幕上效率估算，最後作一簡短的結論及說明可改善的方向。

摘要(英)

In general, a thesis topic of Projection System, it is very seldom to see an implementation study for Image Optical System and Non-Image Optical System simultaneously. I am using the Optical Software to generating a simulation test in terms of the performance result for study and analysis.
First of all, the Non-Telecentric and offset front projection system was the main focus study in my dissertation. It includes the pragmatic optical design of Illumination system and Image Optical System.
.
To follow the trend of Cost Down, I have simplified the design with less lenses after the system specified. The Study was planned with two directions as below.
1. Projection Lens (Image Optical System):
An application of two sets of six lenses (all spherical lenses) was using on the Non-Telecentric Front Projection. The evaluation was focus on the performance review and the tolerance limitation analysis.
2. Illuminative System (Non-Image Optical System):
Follow with Kohler theory, with etendue and geometric optical formula we got a best size of ROD. A set of three pieces lens (2 spherical lenses and 1 aspheric lens) generated a best illuminative path through ZEMQX software. Then adding the Lamp, UVIR filter, Color Wheel and Rod as a complete illumination system. The performance result was evaluated with ASAP simulation software.
Offsetting the light valve and illumination system were selected. The Projection Efficiency and Image Uniformity were evaluated on an Integration Projection System for the two tasks above. A summary with conclusion as follows.

關鍵字(中)

★ 光展量
★ 前投影系統
★ 數位光源處理
★ 照明系統
★ 變焦鏡頭

關鍵字(英)

★ projection lens
★ etendue
★ illumination system
★ DLP
★ Projection system

論文目次

論文摘要 i
Abstact ii
誌謝辭 iii
目錄 iv
表目錄 xii
符號說明 xiii
第一章緒論 1
1-1 前言 1
1-2 研究動機 5
1-3 論文架構 6
第二章基本原理與系統架構及其起始設計 8
2-1 基本原理與系統架構簡介 8
2-2 系統架構主要元件 10
2-2-1 照明系統光學元件 10
2-2-2 色彩系統光學元件 14
2-2-3 光閥系統光學元件 16
2-2-4 成像系統光學元件 22
2-3 數位光源處理式投影系統之設計起始 24
第三章 DLP前投影系統之成像系統光學設計 28
3-1 導論 28
3-2 變焦鏡頭設計規格 28
3-3 設計流程 31
3-4 設計結果 34
3-4-1 目標值與設計值之比較 34
3-4-2 鏡頭配置圖 35
3-4-3 成像性能評價 37
3-5 公差介紹 46
3-5-1 中心公差( Centered Tolerance ) 46
3-5-2 偏心公差( Decentered Tolerance ) 49
3-6 公差分析 53
3-6-1 決定公差範圍 53
3-6-2 公差分析 54
第四章 DLP前投影系統之照明系統光學設計 57
4-1 導論 57
4-2 照明系統初階設計說明 57
4-3 光展量(etendue)的定義與計算 63
4-3-1 光展量(etendue)的定義 63
4-3-2 光展量(etendue)的計算 66
4-4 以ZEMAX光學設計軟體設計照明系統 68
4-5 ASAP模擬照明系統 76
第五章 DLP投影系統之模擬及分析 83
5-1 導論 83
5-2 照明系統與成像系統結合 83
5-3 系統光效率估算 85
5-4 光機系統ASAP模擬 87
5-5 ASAP模擬結果分析 98
5-6 模擬系統之螢幕流明估算 101
第六章結論及未來展望 103
6-1 結論 103
6-2 未來展望 104
參考資料 106

參考文獻

[1] 潘光平，「液晶式投影機」，國立中央大學光電所，碩士論文，民國八十七年。
[2] 張雪珍，「液晶投影顯示器中照明系統的照度量測與分析」，國立中央大學光電所，碩士論文，民國九十一年。
[3] 田志豪，趙中興，顯示器原理與技術，全華出版，台北市，P.9-10，民國八十六年。
[4] 陳連春，彩色液晶顯示器原理與技術，建興，P23，民國八十一年。
[5] 王思克、鄭竹明，「單片式DLP投影機的光機引擎技術發展」，光訊， 86期， P.29~ 34， October 2000
[6] 網路資料: 劉玉順，四種新型顯示技術優劣對比，2005年8月4日，取自http://layor.blogbus.com/logs/2005/08/1338857.html; HUANG，LCOS和DLP和LCD的優缺點，2005年8月4日，取自http://tw.knowledge.yahoo.com/question/?qid=1405110710150
[7] 陳時偉，「數位光源處理投影系統之光學設計與光機模擬」，元智大學電機工程研究所，碩士論文，民國91年6月。
[8] Edward H. Stupp, Matthew S. Brennesholtz, Projection Display, John Wiley & Sons Ltd, England, 1999
[9] 德州儀器亞洲區DLP事業部門提供， DLP™技術概要，2003年9月號，取自元件科技http://www.ti.com.tw。
[10] M. R. Douglass, “Lifetime Estimates and Unique Failure Mechanisms of the Digital Micromirror Device (DMD)”, Texas Instruments Inc., Dallas, Texas, 1998.
[11] L. J. Hornbeck, “Digital Light Process for High Brightness, High Resolution Applications”, Proc. Of SPIE, 3013, P27-40, 1997.
[12] “Code V Reference Manual”, Optical Research Associates, 2, Ch. 8, 2004.
[13] 謝敏生，「高效率藍光碟片讀取頭」，國立中央大學光電所，碩士論文，民國96年6月。
[14] 楊家逢，「模組化雙波長光學讀寫頭的設計與光學讀寫頭應用在角度量測的研究」，國立中央大學光電所，碩士論文，民國96年6月。
[15] 談智偉，「背投影電視鏡頭光學設計與公差分析」，中原大學應用物理所，碩士論文，民國95年6月。
[16] Code V Introduction User’s Guide, Optical Research Associates, Ch. 5 2005.
[17] Robert W. Boyd, Radiometry and the Detection of Optical Radiation, New York, Wiley, 1983.
[18] Virendra N. Mahajan, Optical Imaging and Aberrations, Part I - Ray Geometrical Optics, P104~106, SPIE PRESS , Bellingham, 1998
[19] 許修真，「以LED為光源的反射式液晶投影照明系統之設計與分析」，元智大學電機工程研究所，碩士論文，民國93年7月。

指導教授

孫文信(Wen-Shing Sun)

審核日期

2008-1-14

推文